一、項目基本情況

1. 基本情況

小王莊鎮(zhèn)地熱供暖項目，位于天津市濱海新區(qū)小王莊鎮(zhèn)，服務區(qū)域為欣園里、向陽里小區(qū)，供熱面積25.05萬㎡，其中欣園里小區(qū)15.65萬㎡，有85%為2000年以前的二步節(jié)能建筑；向陽里區(qū)域9.4萬㎡，均為2000年以前的二步節(jié)能建筑。熱用戶含住宅、學校、其它公建等。欣園里、向陽里，原供暖熱源均為燃氣鍋爐房，由小王莊鎮(zhèn)政府建設(shè)運營。

2. 地熱資源

欣園里、向陽里區(qū)域存在兩類熱儲層：一類是以砂巖為主的孔隙型熱儲層（主要是新近系名化鎮(zhèn)組和館陶組熱儲），全區(qū)分布；另一類是以碳酸鹽巖為主的巖溶裂隙型熱儲層（主要為薊縣系霧迷山組熱儲），滄東斷裂帶及以西埋深較淺，滄東斷裂以東埋深大。

（1）明化鎮(zhèn)組作為華北區(qū)域的戰(zhàn)備水源，禁止開采。區(qū)域內(nèi)霧迷山組熱儲埋深較大，綜合考慮項目的經(jīng)濟性和地質(zhì)上的不確定性，未考慮霧迷山組。

（2）新近系館陶組熱儲層在向陽里、欣園里及周邊區(qū)域廣泛分布，本項目將新近系館陶組熱儲作為主力開采層。熱儲頂板埋深在1150～1700m之間，一般厚度為250～408m。熱流體富集段巖性以粉-細砂巖和含礫砂巖為主，底部砂礫巖賦水性差異較大。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，該熱儲層單井涌水量43.75～100m3/h，出水溫度57～70.5℃。

3. 投資建設(shè)規(guī)模

本項目利用中深層地熱水作為供暖熱源，利用已有探井兩口，新建地熱井2口，新建換熱站站內(nèi)設(shè)備2座，一次管網(wǎng)敷設(shè)約1800m。設(shè)計總供暖能力12010kW。本項目已于2022年10月建成并投入使用，穩(wěn)定運行第2個供暖季。

二、技術(shù)路線及工藝流程

（1）負荷情況

項目總供暖面積25.05萬㎡，其中，欣園里小區(qū)供暖面積為15.65萬㎡，向陽里小區(qū)供暖面積為9.40萬㎡。供暖不分高、低區(qū)，末端為暖氣片，小高層為節(jié)能建筑，末端為地板輻射供暖。系統(tǒng)供暖熱媒水溫度按55℃/40℃設(shè)計。考慮居民建筑入住率約70%，同時公建及底商夜晚時段為低負荷運轉(zhuǎn)，設(shè)計熱負荷按統(tǒng)計熱負荷的85%（欣園里）和90%（向陽里）考慮。

（2）技術(shù)路線

項目利用中深層地熱水作為供暖熱源，采用“間接換熱、梯級利用、采灌均衡”的工藝流程，為天津濱海新區(qū)小王莊鎮(zhèn)提供冬季供暖熱源。

項目利用已有探井兩口，新建地熱井2口，新建換熱站站內(nèi)設(shè)備2座，其中1座換熱站需擴建100㎡，一次管網(wǎng)敷設(shè)共計約為1800m，板式換熱器7臺，熱泵機組4臺，循環(huán)水泵12臺，地熱井水泵4臺，除砂器2臺；設(shè)計總供暖能力12010kW，保障濱海新區(qū)小王莊欣園里小區(qū)和向陽里小區(qū)共計25.05萬㎡建筑冬季供暖任務。

（3）系統(tǒng)配置

項目建設(shè)兩套地熱系統(tǒng)，一套位于欣園里區(qū)域，一套位于向陽里區(qū)域。

1）根據(jù)供暖熱負荷，欣園里區(qū)域需熱量7104kW，配置館陶地熱井2口（其中1口為已有探井），其中生產(chǎn)井1口，回灌井1口。地熱井水溫60℃，水量70m3/h。熱源配比采用1：1的采灌比例，達到完全回灌的效果。配套螺桿式水源熱泵作為系統(tǒng)提升熱源和調(diào)峰熱源，熱泵COP=5。

向陽里區(qū)域需熱負荷為4667.85kW，配置鑿館陶組砂巖地熱井2口（其中1口為已有探井），其中生產(chǎn)井1口，回灌井1口。熱源配比采用1：1的采灌比例，達到完全回灌的效果。

（4）運行情況

向陽里站新建兩口地熱井（1采1灌），以地熱+熱泵系統(tǒng)替代原有的承壓燃氣鍋爐；欣園里站新建兩口地熱井（1采1灌），以地熱+熱泵+低氮冷凝常壓熱水鍋爐系統(tǒng)替代原有的承壓燃氣鍋爐。目前兩個項目已經(jīng)全部完工并投入使用。

建成后首個供暖期，根據(jù)天津市統(tǒng)一要求為2022年11月1日至2023年3月25日。經(jīng)地熱能源改造后，欣園里、向陽里小區(qū)的主要供熱能耗以少量電力維持系統(tǒng)運行為主，燃氣為輔。

三、經(jīng)營模式

1. 投資建設(shè)方式

小王莊地熱供暖項目，鎮(zhèn)政府通過招標，確定由中石化綠源地熱開發(fā)有限公司作為該示范項目的實施主體。鎮(zhèn)政府提供原鍋爐房，綠源公司改造為地熱供熱站。

2. 經(jīng)營方式

完全按照《天津市供熱用熱條例》、地方政府其它供熱要求執(zhí)行，綠源公司負責經(jīng)營管理，合作期限30年。

3. 供熱價格

雙反約定，供熱價格按天津市有關(guān)供熱費價格文件規(guī)定計收，居民價格為25元/㎡，非居民價格為40元/㎡，合同有效期內(nèi)，遇價格調(diào)整時，按照調(diào)價文件規(guī)定執(zhí)行。

四、效益分析

1. 環(huán)保效益

項目安全環(huán)保滿足要求，節(jié)能減排效果較好，建設(shè)完成后相比于燃煤集中供熱項目，每個供暖季可節(jié)省標準煤4291.14t，減排二氧化碳10556.2t，減排二氧化硫147.06t，減排氮氧化物34.64t。

2. 社會效益

首先，本項目，充分利用該區(qū)域豐富的地熱資源供暖，結(jié)合小王莊鎮(zhèn)“零碳小鎮(zhèn)”計劃，實現(xiàn)了地熱資源的綜合利用，滿足天津市、濱海新區(qū)的總體戰(zhàn)略布局，實現(xiàn)了綠色、低碳可持續(xù)的供熱。

其次，加強了可再生能源的利用，推進節(jié)能減排，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。

再次，該項目原先為燃氣鍋爐房供暖，供熱成本較高；地熱改造后，大大緩解了政府財政補貼壓力。

五、突出亮點

1. 技術(shù)路線、系統(tǒng)集成

利用中深層地熱水作為供暖熱源，采用“間接換熱、梯級利用、采灌均衡”的工藝流程。利用已有兩口探井，新建2口地熱井，新建換熱站站內(nèi)設(shè)施2套，一次管網(wǎng)敷設(shè)共計約為1800m，設(shè)計總供暖能力12010kW。

2. 地熱井

本項目地熱井構(gòu)造位于黃驊坳陷板橋凹陷南部，該井原設(shè)計為橋式濾水管完井工藝，根據(jù)天津分公司對該區(qū)地質(zhì)情況的分析調(diào)研，申請將欣園里回灌井工藝更改為射孔完井工藝。砂巖熱儲回灌一直是制約孔隙型地熱可持續(xù)發(fā)展的難題，也是一個瓶頸問題。欣園里砂巖回灌井采用射孔完井工藝，取得了良好的效果，實現(xiàn)100%同層回灌，為公司在天津砂巖地熱市場開發(fā)提供了技術(shù)途徑，同時在對于京津冀乃至全國砂巖回灌領(lǐng)域的地熱的開發(fā)提供了成功經(jīng)驗。

3. 環(huán)境效益

每個供暖季可節(jié)省標準煤4291.14t，減排二氧化碳10556.2t，減排二氧化硫147.06t，減排氮氧化物34.64t。

4. 社會效益

有效助力小王莊鎮(zhèn)打造“零碳小鎮(zhèn)”建設(shè)，是天津市助力新農(nóng)村建設(shè)的示范項目。響應政府加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型要求，結(jié)合“零碳小鎮(zhèn)”計劃，充分利用自身地熱資源優(yōu)勢，因地制宜地推動地熱能供暖對燃氣供暖的替代，有序地打造鄉(xiāng)村振興與城鎮(zhèn)高質(zhì)量發(fā)展的新陣地。

六、問題和建議

在北方廣大農(nóng)村地區(qū)可以加大推廣此模式，以“地熱+”模式替代原有燃氣供熱模式，實現(xiàn)供熱清潔能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。節(jié)省政府燃氣補貼費用，按照一定比例收取熱源配套補貼費用，降低項目一次性建設(shè)成本，通過政企合作，實現(xiàn)多方共贏。